Ο φορητός εξοπλισμός με χαμηλή ισχύ συχνά σχεδιάζεται για να τροφοδοτείται από μικρές, ξηρές κυψέλες που δεν είναι σχεδιασμένες για επαναφόρτιση. Στο σπίτι, αυτές οι χημικές πηγές τάσης μιας χρήσης είναι γνωστές ως μπαταρίες. Οι μπαταρίες μεγέθους AA και AAA είναι δημοφιλείς. Τα γράμματα αυτά συμβολίζουν την εξωτερική μορφή της μπαταρίας. Η εσωτερική διάταξη μπορεί να είναι εντελώς διαφορετική. Διάφοροι τύποι μπαταριών είναι διαθέσιμοι σε αυτόν τον παράγοντα μορφής, συμπεριλαμβανομένων των επαναφορτιζόμενων μπαταριών (επαναφορτιζόμενες μπαταρίες).
Περιεχόμενο
Τι είναι η μπαταρία;
Ο όρος "μπαταρία" δεν είναι απόλυτα σωστός. Η μπαταρία είναι μια πηγή ενέργειας που αποτελείται από διάφορα στοιχεία. Για παράδειγμα, μια πλήρης μπαταρία μπορεί να ονομαστεί 3R12 (3LR12) - η "τετράγωνη μπαταρία" (336 στη σοβιετική ταξινόμηση) - που αποτελείται από τρεις κυψέλες. Η μπαταρία αποτελείται επίσης από 6 κυψέλες 6R61 (6LR61) - "Crone", "Corundum". Αλλά η ονομασία "μπαταρία" χρησιμοποιείται επίσης στο σπίτι για χημικές πηγές ενέργειας ενός κελιού, συμπεριλαμβανομένων των μεγεθών ΑΑ και ΑΑΑ. Στην αγγλική ορολογία, ένα μεμονωμένο κύτταρο ονομάζεται Cell (Κύτταρο) και μια μπαταρία δύο ή περισσότερων πηγών τάσης ονομάζεται Battery (Μπαταρία).
Τα κύτταρα είναι ερμητικά κλειστά κυλινδρικά δοχεία. Η μετατροπή της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική γίνεται στα κύτταρα. χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα αντιδραστήρια (οξειδωτικό και αναγωγικό) που δημιουργούν το ΗΜΣ τοποθετούνται σε ένα ποτήρι ζέσεως από ψευδάργυρο ή χάλυβα. Ο πυθμένας του ποτηριού χρησιμεύει ως αρνητικός ακροδέκτης. Στο παρελθόν, ολόκληρη η εξωτερική επιφάνεια του κυπέλλου ήταν εκτεθειμένη στον αρνητικό πόλο, αλλά αυτή η διαδρομή προκαλούσε συχνά βραχυκυκλώματα. Η επιφάνεια του κυλίνδρου ήταν επίσης διαβρωμένη, γεγονός που μείωσε τη διάρκεια ζωής και τον χρόνο αποθήκευσης του κυττάρου. Στις σημερινές μπαταρίες, μια επίστρωση εφαρμόζεται εξωτερικά για να προστατεύει από τη διάβρωση και να χρησιμεύει ως μόνωση βραχυκυκλώματος. Ο αγωγός ρεύματος του θετικού πόλου είναι μια ράβδος γραφίτη που οδηγεί προς τα έξω.
Τύποι μπαταριών
Οι μπαταρίες κατηγοριοποιούνται σύμφωνα με διαφορετικά κριτήρια. Το κυριότερο είναι η χημική σύνθεση - η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Για τις πρακτικές εφαρμογές, υπάρχουν επίσης αρκετά διαφορετικά χαρακτηριστικά.
Σύμφωνα με τη χημική σύνθεση
Η διαφορά δυναμικού στους πόλους των γαλβανικών κυψελών δημιουργείται από μια χημική αντίδραση μεταξύ των ουσιών στο διάλυμα ηλεκτρολύτη και παύει όταν τα συστατικά έχουν αντιδράσει πλήρως. Οι απαραίτητες διαδικασίες μπορούν να επιτευχθούν με διάφορους τρόπους. Σύμφωνα με αυτό το κριτήριο οι μπαταρίες διακρίνονται σε:
- Αλατούχες μπαταρίες. Ο παραδοσιακός τύπος μπαταρίας, που εφευρέθηκε πριν από περίπου 100 χρόνια. Η αντίδραση μεταξύ ψευδαργύρου και διοξειδίου του μαγγανίου λαμβάνει χώρα σε περιβάλλον ηλεκτρολύτη, ένα παχύρρευστο διάλυμα άλατος αμμωνίου. Οι κυψέλες αυτές, εκτός από ελαφριές και φθηνές, έχουν και ορισμένα σημαντικά μειονεκτήματα
- χαμηλή χωρητικότητα φόρτωσης,
- επιρρεπείς σε αυτοεκφόρτιση κατά την αποθήκευση,
- κακή απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Η τεχνολογία παραγωγής θεωρείται παρωχημένη, γι' αυτό και οι κυψέλες αυτές έχουν αντικατασταθεί από νεότερους τύπους στην αγορά των γαλβανικών κυψελών.
- Οι αλκαλικές κυψέλες θεωρούνται πιο σύγχρονες. Κατασκευάζονται με τον ίδιο τρόπο, αλλά ο ηλεκτρολύτης είναι διάλυμα αλκαλίου (υδροξείδιο του καλίου). Αυτές οι μπαταρίες έχουν πλεονεκτήματα έναντι των αλκαλικών μπαταριών:
- υψηλότερη χωρητικότητα και ικανότητα φόρτωσης,
- χαμηλό ρεύμα αυτοεκφόρτισης για μεγάλη διάρκεια ζωής
- καλή λειτουργία σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Το τίμημα που πρέπει να πληρώσετε γι' αυτό είναι το μεγαλύτερο βάρος και η υψηλότερη τιμή.
- Επί του παρόντος, οι πιο προηγμένες κυψέλες είναι οι μπαταρίες λιθίου (δεν πρέπει να συγχέονται με τις μπαταρίες λιθίου!). Χρησιμοποιούν το λίθιο ως αντιδραστήριο "συν". λίθιοΤο μείον μπορεί να είναι διαφορετικό. Ως ηλεκτρολύτης χρησιμοποιούνται επίσης διάφορα υγρά. Αυτή η τεχνολογία καθιστά δυνατή τη λήψη κυττάρων που έχουν τα εξής πλεονεκτήματα:
- χαμηλό βάρος (μικρότερο από άλλους τύπους),
- μεγάλη διάρκεια ζωής λόγω πολύ χαμηλής αυτοεκφόρτισης,
- μεγαλύτερη χωρητικότητα και υψηλή ικανότητα φόρτωσης.
Στο άλλο άκρο της κλίμακας βρίσκεται το υψηλό κόστος.
Αυτές οι τρεις τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κυψελών ΑΑ και ΑΑΑ. Υπάρχουν δύο άλλοι τύποι μπαταριών που αξίζει να αναφερθούν:
- υδράργυρος,
- ασημένιο.
Οι τεχνολογίες αυτές χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή μπαταριών σε σχήμα δίσκου. Οι κυψέλες αυτές έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, αλλά οι ημέρες των μπαταριών υδραργύρου είναι μετρημένες - διεθνείς συμφωνίες προβλέπουν μείωση της παραγωγής και πλήρη απαγόρευση της παραγωγής μέσα στα επόμενα χρόνια.
Μέγεθος
Το μέγεθος (ή μάλλον ο όγκος) μιας μπαταρίας καθορίζει σαφώς την ηλεκτρική της χωρητικότητα (εντός της τεχνολογίας) - όσο περισσότερα αντιδραστήρια χωράνε μέσα στον κύλινδρο, τόσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος αντίδρασης. Η χωρητικότητα μιας μπαταρίας θαλασσινού νερού μεγέθους AA θα είναι μεγαλύτερη από εκείνη μιας μπαταρίας θαλασσινού νερού μεγέθους AAA. Διατίθενται επίσης άλλες μορφές μπαταριών AA:
- Α (μεγαλύτερο από ΑΑ),
- AAAA (μικρότερο από AAA),
- C - μεσαίο μήκος και αυξημένο πάχος,
- D - μεγαλύτερο μήκος και μεγαλύτερο πάχος.
Αυτοί οι τύποι κυψελών δεν είναι τόσο δημοφιλείς και το φάσμα των εφαρμογών τους είναι περιορισμένο. Και οι δύο τύποι είναι διαθέσιμοι μόνο σε αλκαλική και αλατούχα τεχνολογία.
Ανά ονομαστική τάση
Η ονομαστική τάση μιας μπαταρίας μιας κυψέλης καθορίζεται από τη χημική της σύνθεση. Οι μεμονωμένες αλκαλικές, αλατούχες γαλβανικές κυψέλες παρέχουν τάση 1,5 V στο ρελαντί. Τα τροφοδοτικά λιθίου διατίθενται τόσο σε 1,5V (για συμβατότητα με άλλους τύπους) όσο και σε υψηλότερες τάσεις (έως 3V). Όμως, μόνο κυψέλες 1,5 volt μπορούν να αγοραστούν στα εν λόγω μεγέθη - για να αποφευχθεί η σύγχυση.
Οι νέες μπαταρίες έχουν τάση κοντά σε αυτή την τιμή υπό ονομαστικό φορτίο. Όσο περισσότερο εκφορτίζεται η χημική πηγή, τόσο περισσότερο πέφτει η τάση εξόδου υπό φορτίο.
Οι κυψέλες μπορούν να συναρμολογηθούν σε μπαταρίες. Η τάση εξόδου γίνεται τότε πολλαπλάσια της τάσης ενός μεμονωμένου κελιού. Για παράδειγμα, μια μπαταρία 6R61 ("Krona") περιέχει 6 κυψέλες μισής τάσης. Παρέχουν συνολική τάση 9 βολτ. Το μέγεθος κάθε κυψέλης είναι μικρό και η χωρητικότητα μιας τέτοιας μπαταρίας είναι χαμηλή.
Ποιες μπαταρίες ονομάζονται "κυψέλες δακτύλων" και "μπαταρίες μικρών δακτύλων";
Και τα δύο αυτά μεγέθη γαλβανικών κυψελών ανήκουν στην κατηγορία των μπαταριών μεγέθους δακτύλου. Αυτός ο τεχνικός όρος χρησιμοποιείται από τη σοβιετική εποχή για να περιγράψει μπαταρίες αυτού του σχήματος. Στην ΕΣΣΔ, παρήχθησαν οι μονοκύτταρες αλκαλικές κυψέλες Uranium M (316) και Kvant (A316), που αντιστοιχούν στον σημερινό τύπο ΑΑ. Υπήρχαν επίσης και άλλα κυλινδρικού σχήματος δακτυλικά κύτταρα σε άλλα μεγέθη και αναλογίες.
Τη δεκαετία του 1990, ο όρος "ροζ μπαταρίες" επινοήθηκε από τους εμπόρους στις αγορές για να διακρίνουν τις μπαταρίες ΑΑΑ από άλλες μορφές. Το όνομα έγινε κοινό στο σπίτι. Αλλά η χρήση του σε τεχνικό υλικό είναι τουλάχιστον αντιεπαγγελματική.
Κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά των μπαταριών AA και AAA
Η κύρια διαφορά μεταξύ των τύπων AA και AAA είναι το μέγεθος. Και αυτό, όπως έχει ήδη ειπωθεί, καθορίζει τη χωρητικότητα.
| Μέγεθος | Μήκος, mm | Διάμετρος, mm | Ηλεκτρική χωρητικότητα, mA⋅h | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Λίθιο | Αλάτι | Αλκαλικό | Λίθιο | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | έως 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Πρέπει να θυμόμαστε ότι η ηλεκτρική χωρητικότητα εξαρτάται από το ρεύμα εκφόρτισης και η ονομαστική της τιμή για κάθε τύπο κυψέλης δεν υπερβαίνει μερικές δεκάδες χιλιοστοαμπέρ. Σε ρεύματα άνω των 100 mA η χωρητικότητα της μπαταρίας θα είναι πολύ χαμηλότερη. Αυτό σημαίνει ότι μια κυψέλη 1000mA⋅h με ρεύμα εκφόρτισης 10mA θα διαρκέσει περίπου 100 ώρες. Ωστόσο, εάν το ρεύμα εκφόρτισης είναι 200 mA, η φόρτιση θα εξαντληθεί πολύ νωρίτερα από τις 5 ώρες. Η χωρητικότητα θα μειωθεί αρκετές φορές. Επίσης, η ηλεκτρική χωρητικότητα όλων των κυψελών θα μειώνεται καθώς μειώνεται η θερμοκρασία.
Ανάλογα με το μέγεθος και την τεχνολογία, οι μπαταρίες έχουν διαφορετικό βάρος, αν και αυτό το χαρακτηριστικό είναι σπάνια καθοριστικό - το βάρος της συσκευής είναι στις περισσότερες περιπτώσεις πολύ μεγαλύτερο από το βάρος μερικών μπαταριών. Είναι συχνότερο να το γνωρίζουμε αυτό για τους σκοπούς της αποθήκευσης και μεταφοράς γαλβανικών κυψελών.
| Μέγεθος | Βάρος, g | ||
|---|---|---|---|
| Άλατα | Αλκαλικό | Λίθιο | |
| AA | έως 15 | έως 25 | έως 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | έως 10 |
Το βάρος των μπαταριών ποικίλλει, ανάλογα με την τεχνολογία κατασκευής, αλλά και με τον τρόπο παραγωγής του γυαλιού. Μπορεί να είναι μεταλλικό με πλαστική επίστρωση ή πλήρως πολυμερισμένο. Με τρία powercells, μπορείτε να κερδίσετε στην καλύτερη περίπτωση 30 γραμμάρια βάρους. Αυτό είναι απίθανο να αποτελέσει αποφασιστικό κριτήριο επιλογής.
Η διάρκεια αποθήκευσης καθορίζεται από το ρεύμα αυτοεκφόρτισης και τη χωρητικότητα του στοιχείου. Η αυτοεκφόρτιση εξαρτάται από την τεχνολογία, τη χωρητικότητα και τον παράγοντα μορφής. Στην πράξη όμως το δεύτερο χαρακτηριστικό συμβάλλει λιγότερο στη διαρροή φορτίου κατά την αποθήκευση. Τουλάχιστον αυτό διαβεβαιώνουν οι κατασκευαστές, οι οποίοι αναφέρουν περίπου την ίδια διάρκεια ζωής για τις κυψέλες AA και AAA. Η διάρκεια αποθήκευσης επηρεάζεται επίσης από τη θερμοκρασία, με την αύξηση της θερμοκρασίας ο χρόνος αποθήκευσης μειώνεται.
| Μέγεθος | Διάρκεια ζωής, έτη | ||
|---|---|---|---|
| Άλατα | Αλκαλικό | Λίθιο | |
| AA, AAA | έως 3 | έως 5 | 12-15 |
Υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα με τα κύτταρα αλατιού. Μπαταρίες κατώτερης ποιότητας μπορεί να έχουν διαρροή ηλεκτρολύτη. Επομένως, ο πραγματικός χρόνος αποθήκευσης είναι ακόμη μικρότερος σε αυτή την περίπτωση.
Τα τροφοδοτικά μπορούν να λειτουργούν υπό διαφορετικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας. Και η καταλληλότητα των γαλβανικών κυψελών ποικίλλει - επίσης ανάλογα με την τεχνολογία κατασκευής. Έχει αναφερθεί ότι οι μπαταρίες αλατιού δεν λειτουργούν καλά σε θερμοκρασίες κάτω του μηδενός. Οι μπαταρίες λιθίου, παρ' όλα τα πλεονεκτήματά τους, έχουν ανώτατο όριο τους +55°C (το κατώτερο όριο είναι έως και μείον 40 (συνήθως μείον 20), ανάλογα με τον κατασκευαστή). Τα αλκαλικά έχουν ευρύ φάσμα, από περίπου μείον 30 έως +60 °C και είναι τα πιο ευέλικτα από αυτή την άποψη.
Συνοψίζοντας, η οικογένεια ΑΑ και ΑΑΑ περιλαμβάνει έναν μεγάλο αριθμό παραλλαγών των γαλβανικών κυψελών. Είναι δυνατή η επιλογή μιας μπαταρίας για ένα ευρύ φάσμα συνθηκών λειτουργίας και ένα ευρύ φάσμα κόστους.
Σχετικά άρθρα:
